一种具有远程固件升级功能的物联网计量仪表及系统的制作方法

本实用新型涉及计量仪表技术领域，尤其涉及一种具有远程固件升级功能的物联网计量仪表及系统。

背景技术：

计量仪表指专门用来测量水、气、电、热、油等的压力、流量、温度、电能、热能的精密设备，如：水表、电表、燃气表、热能表等。装在用户家里的计量仪表，如果需要添加某些新的功能或者修复某些问题，就需要对计量仪表主板的嵌入式软件进行固件升级。由于计量仪表主板安装在计量仪表内部，就需要拆除计量仪表。所以，就现阶段来说，对计量仪表进行固件升级比较费时费力，还会影响民生。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有计量仪表进行固件升级时需要拆表，费时费力的技术问题，提供了一种具有远程固件升级功能的物联网计量仪表及系统，其能够远程自动进行固件升级，节省人力物力，效率高。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型的一种具有远程固件升级功能的物联网计量仪表，包括计量仪表基表，还包括控制器，所述控制器包括微处理器、电源模块、远程通信模块、存储器模块和采集计量仪表基表数据的数据采集模块，所述微处理器分别与电源模块、远程通信模块、存储器模块和数据采集模块电连接。

在本技术方案中，计量仪表基表为水表、电表、燃气表或热能表的基表。电源模块给控制器供电。远程通信模块是指可通过第三方移动运营商的设备访问互联网的模块，包括但不限于GPRS模块、CDMA模块、NB-IOT模块、4G模块。数据采集模块可采集计量仪表基表的计量信息，数据采集模块包括但不限于干簧管、霍尔传感器、光电直读模块等。

当计量仪表需要进行固件升级时，微处理器通过远程通信模块与固件服务器进行远程通信，从固件服务器下载新固件，并将新固件烧入微处理器，完成固件升级。整个过程，无需拆表、无需专用烧写器。

作为优选，所述控制器还包括人机交互模块，所述人机交互模块与微处理器电连接，所述人机交互模块包括显示模块或输入模块。人机交互模块可提示用户计量仪表升级的状态，包括但不限于LED、液晶、键盘。

作为优选，所述存储器模块包括用于存储数据的第一存储模块和用于存储固件的第二存储模块。第一存储模块用来保存固件服务器、采集器服务器的信息以及计量仪表采集的数据；第二存储模块可用于存储待升级的固件及升级状态的固件，包括但不限于FLASH芯片、EEPROM、SD卡等。

作为优选，第一存储模块包FLASH芯片或EEPROM，所述第二存储模块包括FLASH芯片或EEPROM或SD卡。

作为优选，所述电源模块包括主电源和备用电源。备用电源在主要电源缺失或电量低的情况下，为计量仪表供电。

作为优选，所述主电源包括碱性电池，所述备用电源包括锂电池。

作为优选，所述远程通信模块包括GPRS模块或CDMA模块或NB-IOT模块或4G模块。

作为优选，所述微处理器上用于连接数据采集模块的通信接口处设有接口保护电路。提高通信接口的抗干扰能力。

作为优选，所述接口保护电路包括二极管D1、电阻R1和电容C1，微处理器的通信接口与电阻R1一端电连接，电阻R1另一端与电容C1一端和二极管D1的阴极电连接，电容C1另一端和二极管D1的阳极都接地。二极管D1具有较高的反向击穿电压，对于通信接口引入的强干扰有一定的钳位作用，抑制外部引入的强电压干扰。一部分干扰通过电容导入大地，进一步减小进入到通信接口的强干扰。

作为优选，计量仪表基表为燃气表基表，控制器还包括用于控制计量仪表基表的阀门开/关的阀门控制模块，所述阀门控制模块与微处理器电连接。控制器可控制计量仪表基表的阀门开/关，从而使用户可远程控制计量仪表基表的阀门开/关。

作为优选，计量仪表基表为燃气表基表，控制器还包括气体传感器和报警模块，所述微处理器分别与气体传感器和报警模块电连接。气体传感器用于检测燃气泄漏，当燃气泄漏时，报警模块发出报警，微处理器可通过远程通信模块通知管理人员。

本发明的一种物联网计量仪表系统，包括上述的一种具有远程固件升级功能的物联网计量仪表，还包括固件服务器和采集服务器，所述物联网计量仪表通过远程通信模块与固件服务器、采集服务器远程通信。

在本技术方案中，固件服务器存储待升级的计量仪表固件。采集服务器监控计量仪表采集的数据。固件服务器与采集服务器分离主要是为了减少采集服务器的压力，确保采集服务器系统的正常运行，不影响物联网计量仪表的核心功能。

本实用新型的有益效果是：（1）能够远程自动进行固件升级，节省人力物力，效率高。（2）无需拆表、无需专用烧写器。（3）固件服务器与采集服务器分离，减少采集服务器的压力。

附图说明

图1是实施例1的一种电路原理连接框图；

图2是接口保护电路的电路原理图；

图3是实施例2的一种电路原理连接框图。

图中：1、采集服务器，2、控制器，3、微处理器，4、电源模块，5、远程通信模块，6、存储器模块，7、数据采集模块，8、人机交互模块，9、阀门控制模块，10、气体传感器，11、报警模块，12、固件服务器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的一种具有远程固件升级功能的物联网计量仪表，如图1所示，包括计量仪表基表，还包括控制器2，控制器2包括微处理器3、电源模块4、远程通信模块5、存储器模块6、人机交互模块8和采集计量仪表基表数据的数据采集模块7，微处理器3分别与电源模块4、远程通信模块5、存储器模块6、数据采集模块7和人机交互模块8电连接，人机交互模块8包括显示模块或输入模块。

计量仪表基表为水表、电表、燃气表或热能表的基表。电源模块给控制器供电。远程通信模块是指可通过第三方移动运营商的设备访问互联网的模块，包括但不限于GPRS模块、CDMA模块、NB-IOT模块、4G模块等。数据采集模块可采集计量仪表基表的计量信息，数据采集模块包括但不限于干簧管、霍尔传感器、光电直读模块等。人机交互模块可提示用户计量仪表升级的状态，包括但不限于LED、液晶、键盘。

当计量仪表需要进行固件升级时，微处理器通过远程通信模块与固件服务器进行远程通信，从固件服务器下载新固件，并将新固件烧入微处理器，完成固件升级。整个过程，无需拆表、无需专用烧写器。

存储器模块包括用于存储数据的第一存储模块和用于存储固件的第二存储模块。第一存储模块用来保存固件服务器、采集器服务器的信息以及计量仪表采集的数据，包括但不限于FLASH芯片、EEPROM等；第二存储模块可用于存储待升级的固件及升级状态的固件，包括但不限于FLASH芯片、EEPROM、SD卡等。

电源模块包括主电源和备用电源，主电源包括碱性电池，备用电源包括锂电池。备用电源在主要电源缺失或电量低的情况下，为计量仪表供电。

如图2所示，微处理器3上用于连接数据采集模块7的通信接口处设有接口保护电路，接口保护电路包括二极管D1、电阻R1和电容C1，微处理器3的通信接口与电阻R1一端电连接，电阻R1另一端与电容C1一端和二极管D1的阴极电连接，电容C1另一端和二极管D1的阳极都接地。二极管D1具有较高的反向击穿电压，对于通信接口引入的强干扰有一定的钳位作用，抑制外部引入的强电压干扰。一部分干扰通过电容导入大地，进一步减小进入到通信接口的强干扰。

本实施例的一种物联网计量仪表系统，包括上述的一种具有远程固件升级功能的物联网计量仪表，还包括固件服务器12和采集服务器1，物联网计量仪表通过远程通信模块5与固件服务器12、采集服务器1远程通信。

固件服务器存储待升级的计量仪表固件。采集服务器监控计量仪表采集的数据，管理远程固件升级任务。固件服务器与采集服务器分离主要是为了减少采集服务器的压力，确保采集服务器系统的正常运行，不影响物联网计量仪表的核心功能。

实施例2：本实施例的一种具有远程固件升级功能的物联网计量仪表，计量仪表基表为燃气表基表，如图3所示，控制器2还包括气体传感器10、报警模块11和用于控制计量仪表基表的阀门开/关的阀门控制模块9，微处理器3分别与阀门控制模块9、气体传感器10和报警模块11电连接，其余结构与实施例1相同。

控制器可控制计量仪表基表的阀门开/关，从而使用户可远程控制计量仪表基表的阀门开/关。气体传感器用于检测燃气泄漏，当燃气泄漏时，报警模块发出报警，微处理器可通过远程通信模块通知管理人员。